JPS62112418A - 光電スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種産業において、位置検出、形状検査等人
間の目の代わりを果たす場合に利用され、所定周期の入
光信号と他の周期の入光信号とを弁別し、他の光電スイ
ッチの入光信号による雑音光及び連続した雑音光による
誤動作を防止可能にする光電スイッチに関する。

〔従来の技術〕

イ）同期型の光電スイッチでは、投光部よりパルス変調
光を投光し、該投光部と受光部とを電気的にケーブル等
で接続し、同期信号を伝達することによって雑音光の除
去を図っている。即ち、このパルス変調光に同期した同
期信号を投光側から受光側に導き、受光側においてこの
同期信号によりゲートをかけて投光されたパルス変調光
のみを取り出しその他の雑音光を除去する技術を採用し
ている。

口）又、非同期型つまり、電気的接続を必要としない技
術としては入光信号を抵抗、コンデンサー等の素子で構
成した積分回路で積分し、その積分出力が所定のレベル
に達したときに出力信号を生じるように構成して、連続
して入光してくるパルス変調光のみを検出しようとする
技術がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記（イ）の如き技術では、投光部と受光部を同期させ
るために、投光部と受光部との間に電気的接続を必要と
している。しかしながら、設備機器の形状及び設置環境
等の問題によっては投光部と受光部との間に電気的配線
が不可能な場合が多く、従って使用条件が限定されると
いう問題点がある。

又、（０）の技術では投光部と受光部との間に電気的接
続を必要としてはいないが、安定して出力信号を発生さ
せるには、比較的大きな時定数が必要とされるため応答
速度は遅くなると止もに連、涜して到来してくる雑音光
に対しては防止する術がなく、光電スイッチを並置する
等は不可能である。以上、性能上の問題に加えて、現在
はロボット等の各ｆ！産業機械の目として使用されるも
のであるため、光電スイッチは極力小型化が要求されて
おり、時定数の大きいコンデンサー及び抵抗素Ｙを用い
ていては、堵積回路化は困難で沙）る。

本発明は従来の光電スイ・千では解決できない以Ｊ二の
問題点を解消した光電ス・イア・千を提供することを目
的とする。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この目的を達成するために、本発明は以下の構成にする
。即ち、一定繰り返し周期のパルス変調光を投射する投
光手段と、 光信号を受光し、入光信号を発生する受光手段と、 該受光手段により発生した入光信号を１パルス毎に所定
の回数シフトさせゲート信号及び計数用信号を作成して
なるシフトレジスタと、前記ゲート信号及び計数用信号
により前記−・定繰返し周期の入光信号を計数する計数
手段と、よりなり所定周期の入光信号を弁別することを
特徴としている。

ｊ作用〕 以上の構成でなる本発明の光電スイッチの概念を第３図
のタイミングチャー１−にて説明する。受光手段に入光
してくる弔−入光信号ａ′をシフｌ−レジスタは所定の
回数シフトさせゲート信号ｇ゛及び計数用信号ｄ、ｅを
取り出す。ゲート信号ｇ゛の出力時（低しヘル時）に計
数用信号ｄ、ｅのいずれかが出力さ３１．る（高し・＼
ル時）と、計数手段；よ入光信号ａ゛の一定周期に、こ
の光電スイッチの投光手段から投射された入光信号ａの
存在を認識する。同様に、入光信号ａ′によりシフトレ
ジスタはゲート信号ｇ゛を出力し、この時に計数用信号
ｄ、　　ｅが出力されると、入光信号ａ゛の存在を認識
する。このように、ゲート信号ｇ°により一定周期前に
入光した入光信号をゲート制御すれば、シフトレジスタ
によって定められた一定周期の入光信号以外は検出しな
い。

シフト回数はゲート信号及び計数用信号を所望の周期、
即ち投光部により投光される一定周期のパルス変調光と
略同−の周期に設定するだめのもので、この周期以外の
入光信号をもシフトレジスタはシフトシグート信号及び
計数用信号を生じるが、このゲート信号でゲートシてい
る間に所望の周期の入光信号による計数用信号は存在し
ていないため、所定周期の入光信号以外は無視すること
ができるのである。

〔実施例〕

本発明に係る１実施例を第１図のブロック図、第２図の
回路図、第３図のタイミングチャート図にて説明する。

第１図に示すように、１は投光手段で一定周期のパルス
を発生するパルス発振器２とこのパルス発振器２の出力
パルスに応じてパルス変調光を投光する投光素子３とよ
り構成される。

４は受光手段で、入光してくる光信号を受光し光電変換
する受光素子５と、受光素子５により変換された電気信
号を増幅する増幅回路６と、この増幅された信号を高レ
ベルと低しヘルに２値化するレベル弁別回路７とより構
成される。

８は発振器で、基準クロックパルスｋを発生し、この基
準クロックパルスｋを分周器９にあたえる。

但し、この受光システムの発振器８に投光手段１の発振
器２を電線等で連結すれば、通常の同期式光電スイッチ
としても機能させることも可能である。

分周器９は１６進カウンター等で構成し、第２図及び第
３図に示すように、発振器８より入力される基準クロッ
クパルスｋを分周して、シフトレジスタ１０にシフトパ
ルスｂを、フリップ・フロップ１５にクリヤパルスｉを
あたえる。

シフトレジスタ１０は、前記レヘル弁別回路７により弁
別された信号ａをシフトパルスｂに基づいてシフトする
Ｄ型フリップ・フロップｌｌａ〜ｌ１ｇを７設置列配置
して構成される。

１２は計数手段で、計数用信号であるフリップ・フロッ
プ１１ｆの出力パルスｄとフリップ・フロップｌ１ｇの
出力パルスｅとを入力とするＮＯＲゲート１３と、この
ＮＯＲゲート１３の出力パルスｆとゲート信号であるフ
リップ・フロップｕｂ　；側の出力パルスｇ゛を入力と
するＮＯＲゲート１４と、このＮＯＲゲート１４の出力
パルスｈをクロック入力とし、分周器９の出力パルスｉ
をクリヤ信号とするフリップ・フロップ１５とより構成
される。

１６は出力手段で、前記分周器９の出力パルス（図示省
略）及び計数手段１２で作成された出力パルスｊをＡＮ
Ｄゲートで合成する等して制御機器に応じた信号を与え
るものである。

以上の構成でなる実施例は第３図のタイミングチャート
で示す動作を行う。

受光手段４により２値化された入光信号ａはシフトレジ
スタ１０のセット入力とされ、分周器９のシフトパルス
ｂはクロック入力とされるので、シフトレジスタ１０の
第１段であるＤ型フリップ・フロップｌｌａはパルスＣ
を出力する。この出力パルスＣは次段フリップ・フロッ
プｌｌｂのＤ入力に伝達され、分周器９により作成され
たシフトパルスｂはフリップ・フロップｌｌｂのクロ・
ツク端子に与えられるので、第３図に示される如くシフ
トパルスｂの立ち上がりで計数され、以下順次各フリ・
ノブ・フロップによりパルスＣはシフトパルスｂに基づ
きシフトされる。このシフトされたパルスの内、計数用
信号である第６段のフリ・ノブ・フロ・ノブｌｌｆの出
力パルスｄと第７段のフリ・ノブ・フロップｌ１ｇめ出
力パルスｅとをゲート入力とするＮＯＲゲート１３の出
力パルスは波形ｆで示される。

−万人光信号ａの後に一定周期の入光信号ａ゛が受光さ
れると、前述と同様に、フリップ・フロップＩｌａはパ
ルスＣを出力する。このパルスＣに基づき、フリップ・
フロップｌｌｂはゲート信号であるｄ側の出力であるパ
ルスｇ゛を出力する。このパルスｇ°の低レベル出力時
に、前記ＮＯＲゲート１３の出力パルスｆが低レベルで
あるので、ＮＯＲゲート１４は高レベルの出力パルスｈ
を出力する。

このことは即ち、先に入光した入光信号ａをシフトレジ
スタ１０でシフトさせ計数用信号として取り出し、一定
周期後に入光した入光信号ａ゛によりゲート信号ｇ”を
得て、ゲート信号ｇ゛によって前記計数用信号をゲート
したことにほかならない。

以上のようにして目的とする一定周１期で入光する入光
信号を弁別したパルスｈを作成できたのである。

又、入光信号の周期と受光側のシステムとの周期は非同
期であるため、入光信号を弁別した後に分周器９で設定
している受光側のシステムの周期で上記パルスｈを計数
する必要がある。フリ・ノブ・フロップ１５はパルスｈ
をクロック入力とし、分周器９の出力パルスｉをクリヤ
入力としているので、その出力パルスｊは、パルスｈの
立ち上がり、ぐ で計数し、分周器９の出力パルスｉつまりクリヤパルス
の立ち下がりで計数を終了する波形ｊで示される。

ここで、フリップ・フロップ１５のクロ・ツク端子にパ
ルスｈの立ち上がりが入力されても、す（にパルスｉに
よりクリヤされて大光情報が出力されない場合がある。

この為、正確に入光情報を伝えるためにはパルスｉより
短い周期で入光させる必要がある。

従って、シフトレジスター０を構成するフリ・ノブ・フ
ロップの段数はパルスｉの周期とシフトパルスｂの周期
および入光信号の周期とによって決定される。

この−例として実施例は、１６進カウンターでなる分周
器９により作成されるパルスｉの周期を１６Ｏｐｓ、シ
フトパルスｌ）の周期を２０μｓとし２て動作させてい
る。よって、投光手段１のパルス光の周即を８０〜１０
０　ｕａにす、１１ば、最も正確な動作を行う。

上記のようにし、て１１られソ、・出力パルスｊを基に
し７て、出力１段１６は名種ｙγ業機器の制御手段に適
合した信号を送るのである。即ち、光電スイッチが各種
産業機器の目となるのである。

以上の実施例は、順次入光してくる入光信号を七ソト入
力として、第１段のフリップ・フロップで一パルス毎に
取り出すとともに、第２段のフリップ・フロップでグー
（−信号を作成し、前記取り出されたパルスをフリップ
・フロップを６段構成てシフトパルスに基づきシフＩ・
させ、このシフトさせたパルスを前記ゲート信号により
ゲートすることによって、一定周期に入光した入光信号
を、シフト回数で設定される周期で弁別するため、周期
性のある入光信号ののを取り出すことを可能にしてあり
、又、受光システム側は分周器により設定さｈる周期の
信号をもっており、この信号の周期を入光信号よりやや
長＜シているので、弁別されだ周期性のある入光信号を
計数−３１７、ば５、非同期である入光信号を正確Ｏこ
計数することができる。

〔発明の効果〕

以上でなる本発明は、シフｌ−Ｌ、、−ジスタがシ″′
７ト段数によって設定される所定の周期の入光信号のみ
を弁別するフィルタとして動作し、また、−１ンデンサ
及び抵抗のような素子を用いないため、２マイクロ秒の
単位で応答することを可能とする１とともに回路の小型
化、特に昨今の里導体技術を利用して、回路全体をＩＣ
化することを可能にＬ７いるのである。このことは量産
及びコストの低下ともなる。更に、投光手段のパルス変
調光と受光側システムのクロックパルスを非同期で使用
することを可能としている為、２同期をとるための配線
が不用となり、光電スイッチの設置を極めて容易にし且
ついかなる設備機器に対１−２でも適応可能となったの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の概略を示すブロック図、第２図は、
本発明に係る実施例を示す回路図、第３図は、本発明に
係る実施例の動作波形を示すタイミングヂャート図であ
る。 ｌ二股光手段、　　　　　４：受光手段、８：発振器、
　　　　　　９：分周器、１０゛シフ［へレジスタ、 １１．３〜ｌ１ｇ：Ｄ型フリップ・フロップ、１２：計
数手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一定繰り返し周期のパルス変調光を投射する投光手
   段と、 光信号を受光し、入光信号を発生する受光手段と、 該受光手段により発生した入光信号を１パルス毎に所定
   の回数シフトさせゲート信号及び計数用信号を作成して
   なるシフトレジスタと、 前記ゲート信号及び計数用信号により前記一定繰返し周
   期の入光信号を計数する計数手段と、よりなり所定周期
   の入光信号を弁別する光電スイッチ。 ２）入光信号を一定周期のシフトパルスによりシフトす
   るシフトレジスタよりなる特許請求の範囲第１項記載の
   光電スイッチ。